实时目标检测在工业和研究领域中具有重要意义。在边缘设备上,巨大的模型难以满足实时检测的要求,而由大量深度可分离卷积(depth-wise separable convolution)构建的轻量级模型又无法达到足够的精度。作者引入了一种新的轻量级卷积技术——GSConv,以减轻模型重量同时保持精度。GSConv 在精度和速度之间实现了出色的平衡。此外,作者基于 GSConv 提出了一个设计方案——Slim-Neck (SNs),以实现实时检测器的更高计算成本效益。
理论介绍
GSConv 是一种轻量级的卷积技术,旨在提高计算效率的同时,保持足够的精度。是对深度可分卷积(DSC)的优化。
- 深度可分卷积(DSC):这种卷积方法将卷积操作分为两部分:首先是深度卷积(对每个输入通道单独进行卷积),然后是1x1的卷积(用于混合不同通道的输出)。虽然这种方法减少了计算量和参数,但它在特征表达能力上存在局限,因为它将通道之间的信息分离开来,导致特征融合能力较弱。
- GSConv的创新:为了克服DSC的这一缺点,GSConv 将标准卷积(SC)和深度卷积(DSC)结合,通过“洗牌”操作(shuffle)将标准卷积生成的特征与深度卷积生成的特征混合,从而增强特征之间的联系,避免了深度卷积中通道信息的孤立。这使得GSConv 在计算效率和特征表达能力之间取得了良好的平衡。
Slim-neck 是一种基于 GSConv 的优化设计,专门针对实时目标检测器的结构,旨在提高计算效率和减少内存消耗。具体来说,Slim-neck 主要作用于网络的“颈部”部分,即特征融合的阶段。Slim-neck 的设计目标是通过在网络的“颈部”使用 GSConv,保持精度的同时提高推理速度。这里的“颈部”通常指的是网络中用于特征融合和处理的部分,它在目标检测中起着至关重要的作用。通过使用 GSConv,Slim-neck 可以在不牺牲性能的情况下,减少冗余的信息和不必要的计算,从而提高整体效率。下图摘自论文:
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